DE977777C - Arrangement working with binary coding for the encryption of message signals - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 26. MÄRZ 1970ISSUED MARCH 26, 1970

N 21642IX a/42 ηN 21642IX a / 42 η

von Nachrichtensignalenof communication signals

Die Erfindung betrifft eine mit Binärkodierung arbeitende Anordnung zur Verschlüsselung von Nachrichtensignalen, wobei die Klarsignale von einer Schlüssel reihe verschlüsselt werden, die von einer Anzahl Teilreihen mit vorzugsweise voneinander verschiedenen Elementenzahlen gebildet wird. Bei solchen Anordnungen erfolgt die Entschlüsselung der übertragenen Signale am Empfangsort durch binäre Addition der Schlüsselelementreihe, ίο die dem Sender und dem Empfänger bekannt ist. Die Schlüsselelemente sind dabei in dem gleichen Schema angeordnet wie die Elemente der Klarsignale. The invention relates to a binary coding arrangement for encrypting Message signals, the clear signals being encrypted by a series of keys that are encrypted by a number of partial rows is formed with preferably different numbers of elements. In such arrangements, the transmitted signals are decrypted at the receiving location by binary addition of the key element series ίο which is known to the sender and the recipient. The key elements are arranged in the same scheme as the elements of the clear signals.

Es ist bereits bekannt, zur Sicherstellung des Synchronlaufs der Schliisselzeichengeneratoren auf der Sende- und Empfangsseite bei solchen Anordnungen eine Vorrichtung vorzusehen, die auf eine mit bestimmter Wahrscheinlichkeit von Zeit zu Zeit in der verschlüsselten Zeichenfolge auftretende, festgelegte Folge von Binärziffern bzw. Zeichenelementen anspricht und bei Eintreffen dieser Elementenfolge an den Schlüsselgenerator ein .Signal zur Rückstellung auf eine verabredete Anfangsstellung gibt. Es wird also jedesmal, wenn ein solches , Signal eingetroffen ist, dieselbe Zeichenfolge als Schlüsselreihe benützt. Die Rückstellsignale kommen zwar in von Zufallsfaktoren abhängigen Zeit^ momenten an, so daß die bei jedem Rückstell-It is already known to ensure that the key character generators run synchronously the transmitting and receiving side in such arrangements to provide a device that is based on a Occurring with a certain probability from time to time in the encrypted character string, responds to a defined sequence of binary digits or character elements and when this sequence of elements arrives to the key generator .Signal to reset to an agreed starting position gives. So every time such a signal is received, the same character string is used as Key series used. The reset signals come in a time dependent on random factors torques so that the

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kommando wiederholte Anzahl von Elementen wechseln wird, aber das wiederholte Benutzen des Anfangs der Schlüsselreihe gibt einem Unbefugten doch Anhaltspunkte zur Entschlüsselung. Dieser Nachteil wird bei der Anordnung nach der Erfindung dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß die Teilreihen voa elektronischen, zyklisch arbeitenden Schaltungen, sogenannten elektronischen Rädern, gebildet werden und daß jede der Teilreihen durch elektronische Mittel beim Auftreten bestimmter, in der verschlüsselten Nachricht vorkommender, wunschgemäß zu wählender Elementengruppen jeweils auf eine fest gewählte Stellung — Nullstellung — einstellbar ist.
Es sind zwar auch bereits mechanisch oder elektrisch ausgebildete Anordnungen bekannt, bei denen mit Hilfe einer im allgemeinen ziemlich großen Zahl von »Rädern« eine sehr lange Schlüsselreihe erzeugt wird. Bei diesen Anordnungen müssen die Schlüsseireihen des Senders und des Empfängers durch eine gleiche Anzahl von Stellungen gegangen sein, damit der Empfänger die Nachricht entziffern kann. Diese Anordnungen haben aber den Nachteil, daß der Text nicht mehr entzifferbar ist, sobald aus irgendeiner Ursache die Anzahl der durchlaufenden Stellungen beim Empfänger auch nur um eine Einheit anders wird wie beim Sender. Außerdem weisen diese Anordnungen den weiteren Nachteil auf, daß bei Teilnahme an einem Netz alle Teilnehmer zugleich und, ausgehend von gleichen Anfangszuständen, mit dem Durchlaufen der Stellungen der Schlüsselreihe anfangen müssen.command will change a repeated number of elements, but the repeated use of the beginning of the key sequence gives an unauthorized person clues for decryption. This disadvantage is avoided in the arrangement according to the invention that according to the invention the sub-rows of electronic, cyclically operating circuits, so-called electronic wheels, are formed and that each of the sub-rows by electronic means when certain occurring in the encrypted message occur, to be selected as desired Element groups can each be set to a permanently selected position - zero position.
Mechanically or electrically designed arrangements are already known in which a very long key row is generated with the aid of a generally quite large number of "wheels". In these arrangements, the sender's and recipient's key chains must have gone through an equal number of positions in order for the recipient to decipher the message. However, these arrangements have the disadvantage that the text can no longer be deciphered as soon as, for whatever reason, the number of positions passed through at the receiver is even one unit different from that at the transmitter. In addition, these arrangements have the further disadvantage that when participating in a network, all participants must start at the same time and, starting from the same initial states, with the passage through the positions of the key series.

Die Erfindung vermeidet solche Nachteile und unterscheidet sich von den bekannten Anordnungen dadurch, daß mehrere zyklisch arbeitende Schaltungen, die je eine Teilreihe von Zeichenelementen erzeugen, vorhanden sind und daß aus diesen Teilreihen die endgültige Schlüsselreihe gebildet wird, wobei wunschgemäß zu wählende Elementengruppen, die für jede der zyklischen Schaltungen verschieden sind, die zyklisch arbeitenden Schaltungen auf eine für jede Schaltung gewählte feste Stellung einstellen.The invention avoids such disadvantages and differs from the known arrangements in that several cyclically working circuits, each generating a sub-series of drawing elements, are available and that the final key series is formed from these partial series, with element groups to be selected as desired, which are different for each of the cyclic circuits are, the cyclically operating circuits to a fixed position selected for each circuit to adjust.

Bei dieser Anordnung erhält man schon bei nur wenig »Rädern«, die je eine relativ kleine Anzahl Stellungen haben, eine praktisch unbegrenzt lange nicht periodische Schlüsselreihe. Außerdem wird, unabhängig von der-Anfangsstellung der »Räder«, die Anordnung beim Empfänger im Tritt sein mit derjenigen beim Sender, sobald jedes der Räder einen Rückstellbefehl erhalten hat. Dies ist besonders wichtig bei einem Netz mit mehreren Teilnehmern. With this arrangement, even with just a few "wheels", a relatively small number each is obtained Have positions, a practically indefinitely long non-periodic key sequence. In addition, Regardless of the initial position of the "wheels", the arrangement with the recipient will be in step with it the one at the transmitter as soon as each of the wheels has received a reset command. This is special important in a network with several participants.

Es sei dies erklärt an einem Beispiel, bei dem angenommen wird, daß drei Räder mit bzw. 8, 11 und 13 möglichen Stellungen vorhanden sind. Wenn die Räder unabhängig voneinander angetrieben werden, dann entsteht eine Folge von 8 · 11 · 13 == 1144 möglichen Stellungen. Bei regelmäßiger Fortschaltung dieser Räder wird dieselbe Folge von Stellungen periodisch wiederholt, so daß eine periodische Reihe entsteht, die sich erst nach je Schritten der Räder wiederholt.This will be explained using an example in which it is assumed that three wheels with or 8, 11 and 13 possible positions are available. When the wheels are driven independently then there is a sequence of 8 · 11 · 13 == 1144 possible positions. With regular The progression of these wheels is repeated periodically the same sequence of positions, so that a periodic Row emerges that only repeats itself after the steps of the wheels.

Wenn ein Rückstellsignal für eines dieser Räder eintrifft, dann springt dieses Rad in den Anfangszustand zurück, und damit wird die Stellungskombination der Räder geändert. Die entstehende Kombination ist eine Kombination der periodischen Reihe, die jedoch an einer ganz anderen Stelle dieser letzten Reihe liegt als die beim Eintreffen des Rückstellsignals bestehende Kombination. Es wird somit eine Schlüsselreihe erzeugt, die aus einer Anzahl Fragmente der periodischen Reihe besteht, die in einer vom Zufall abhängigen Weise verteilt in der periodischen Reihe liegen.If a reset signal arrives for one of these wheels, then this wheel jumps to the initial state back, and this changes the combination of positions of the wheels. The resulting combination is a combination of the periodic series, which, however, is in a completely different place from this last one Row lies as the combination existing when the reset signal arrives. So it becomes generates a key series consisting of a number of fragments of the periodic series included in distributed in a random manner in the periodic series.

Als Rückstellsignal kann man z. B. eine der Kodegruppen wählen, aber auch eine willkürliche Zeichenfolge kann dafür gewählt werden. Weil in einem statistisch homogenen Kryptogramm das Vorkommen einer Eins oder einer Null gleiche Wahrscheinlichkeit hat, hängt es von der Anzahl der Zeichenelemente des Rückstellsignals ab, wie oft ein Rückstellsignal im Mittel vorkommt. Wählt man als Rückstellsignal eine bestimmte Kodegruppe zusammen mit einem vorgegebenen Wert des ersten Zeichenelements der nächsten Kodegruppe, dann wird das Rückstellsignal im Mittel einmal auf je 64 Kodegruppen vorkommen, wenn eine Kodegruppe aus fünf Zcichenelementen besteht. Wählt man jedoch eine Folge von sechs Zeichenelementen, die nacheinander im Kryptogramm vorkommen, so wird dieses Signal im Mittel einmal auf je 64 Zeichenelemente vorkommen. Man hat also eine große Freiheit in der Wahl der Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Rückstellsignals.As a reset signal you can z. B. select one of the code groups, but also an arbitrary string can be chosen for it. Because in a statistically homogeneous cryptogram the occurrence has an equal probability of a one or a zero, it depends on the number of character elements of the reset signal from how often a reset signal occurs on average. If you choose as Reset signal a specific code group together with a predetermined value of the first character element the next code group, then the reset signal is on average once for every 64 code groups occur when a code group consists of five character elements. One chooses, however a sequence of six character elements that appear one after the other in the cryptogram, this becomes Signal occur on average once for every 64 drawing elements. So you have a lot of freedom in that Choice of the probability of occurrence of a reset signal.

Weil nach dem Auftreten eines Rückstellsignals wenigstens eines der Räder in der Nullstellung ist, kann ein neues Fragment der periodischen Reihe nicht mit einer beliebigen Stelle der periodischen Reihe anfangen, sondern nur mit einer Stelle, an der mindestens eines der Räder sich in der Nullstellung befindet. Im obigen Beispiel gibt es 7-10-12 Stellungskombinationen, in denen keines der Räder in Nullstellung ist, so daß die Anzahl der Fragmente in diesem Falle 8 · 11 · 13 - 7 · 10 · 12 = 304 ist.Because after the occurrence of a reset signal at least one of the wheels is in the zero position, a new fragment of the periodic series cannot be placed at any point in the periodic series Start the row, but only with a point at which at least one of the wheels is in the zero position is located. In the example above there are 7-10-12 combinations of positions, in which none of the wheels is in the zero position, so that the number of fragments in this case is 8 * 11 * 13 - 7 * 10 * 12 = 304.

Weil die Länge der durchlaufenden Fragmente nicht festliegt, sondern von der vom-Zufall abhängigen Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rückstellsignalen abhängt, ist die effektive Anzahl der Fragmente, welche die Bausteine für die Schlüsseireihe bilden, größer als 304. Selbstverständlich kann man die Anzahl der Bausteine für die Schlüsselreihe vergrößern, indem man die Anzahl der Räder vergrößert oder die Anzahl der möglichen Stellungen der einzelnen Räder vergrößert oder indem man beide Maßnahmen zusammen trifft.Because the length of the fragments passing through is not fixed, but depends on the random Time interval between two successive reset signals is the effective number of the fragments that form the building blocks for the final series are larger than 304. Of course you can increase the number of building blocks for the key series by increasing the number of Wheels increased or the number of possible positions of the individual wheels increased or by taking both measures together.

Die Teilreihe mit 8 Stellungen wird von einem elektronischen Rad erregt, das aus drei Kippschaltungen X, Y, Z mit komplementären Ausgangsspannungen χ,χ', y,y' und z,z' besteht, deren jeder die iac zuerkannten Werte 1 und 0 haben kann. Die sechs Ausgangsspannungen bilden die Eingangsspannunen einer 6 X 8-Diodcnmatrize. Die acht ausgehenden Leiter sind über Schalter an ein ODER-Tor angeschlossen. Die drei Kippschaltungen X, Y, Z ta« sind als binärer Zähler mit der Kippschaltung X alsThe partial row with 8 positions is excited by an electronic wheel, which consists of three trigger circuits X, Y, Z with complementary output voltages χ, χ ', y, y' and z, z ' , each of which has the iac assigned values 1 and 0 can. The six output voltages form the input voltages of a 6 X 8 diode matrix. The eight outgoing conductors are connected to an OR gate via switches. The three flip-flops X, Y, Z ta «are as a binary counter with the flip-flop X as

mindestwertige und der Kippschaltung Z als höchstwertige Kippschaltung geschaltet. Bei einer Zufuhr aufeinanderfolgender Zählimpulse zum Zählimpulseingang des Zählers werden jede der acht ausgehenden Leiter der Diodenmatrize der Reihe nach ausgewählt. Dies ist die übliche Weise, eine zyklische Quasizufallsreihe von Einsen und Nullen elektronisch zu erregen. Eine derartige Methode wird durch die Summe acht logischer Produkte wiedergegeben. minimum value and the trigger circuit Z switched as the highest value trigger circuit. At one feed successive counting pulses to the counting pulse input of the counter are each of the eight outgoing Heads of the diode matrix selected in sequence. This is the usual way of doing a cyclical Quasi-random series of ones and zeros electronically to excite. Such a method is represented by the sum of eight logical products.

' + WyS+ WW+ WW'+ WyS + WW + WW

wobei f₀ bis f₇ für einen geschlossenen Schalter den Wert 1 und für einen offenen Schalter den Wert 0 haben und wobei F₈ die Teilreihe darstellt. Die acht Produkte schließen sich gegenseitig aus, d. h., wenn ein willkürlich ausgewähltes Produkt 1 ist, sind alle anderen Null. Jede der Teilreihen mit 11 und mitwhere f ₀ to f _{7 have} the value 1 for a closed switch and the value 0 for an open switch, and F _{8 represents} the sub-series. The eight products are mutually exclusive, that is, if one arbitrarily chosen product is 1, all others are zero. Each of the partial rows with 1 1 and with

ao 13 Stellungen wird von einem elektronischen Rad, das vier Kippschaltungen mit den Ausgangsspannungen x,x', y,y', z,z' und w,w' enthält, erregt. Die Kippschaltung W ist die höchstwertige Kippschaltung. Der Zähler für 11 Stellungen ist derart geschaltet, daß nachdem die Stellungen xyzw =1111 bis einschließlich x'yzw' — 1111 binär ansteigend durchlaufen worden sind, die Stellung x'y'z'w' = 1111 folgt, wonach der Kreislauf anfangend mit xyzw = 1111 wiederholt wird. Das Überspringen der Stellungen xy'zw' = 1111 bis einschließlich xy'zw' = 1111 erfolgt mit Hilfe eines UND-Tores, das bei Erfüllung der Bedingung x'-yz-w' = 1 den nächsten Zählimpuls zu den Kippschaltungen Y und Z zuläßt, wodurch diese in die Stellungen y' — 1 und z' = 1 gebracht werden. Zugleich blockiert ein Tor, das, wenn die Bedingung (x'-yz·zu')' = 0 erfüllt wird, geschlossen ist, dem Zählimpuls den Zutritt zum Zählimpulseneingang des Zählers.ao 13 positions is excited by an electronic wheel that contains four trigger circuits with the output voltages x, x ', y, y', z, z ' and w, w'. The flip-flop switch W is the most significant flip-flop switch. The counter for 11 positions is switched in such a way that after the positions xyzw = 1111 up to and including x'yzw '- 1111 have been traversed in a binary increasing manner, the position x'y'z'w' = 1111 follows, after which the cycle begins with xyzw = 1111 is repeated. The positions xy'zw ' = 1111 up to and including xy'zw' = 1111 are skipped with the aid of an AND gate, which allows the next counting pulse to the flip-flops Y and Z when the condition x'-yz-w '= 1 is fulfilled , whereby these are brought into the positions y '- 1 and z' = 1. At the same time, a gate that is closed when the condition (x'-yz · zu ')' = 0 is met, blocks the counting pulse from accessing the counting pulse input of the counter.

Der Zähler für 13 Stellungen durchläuft in normaler binärer Reihenfolge die Stellungen xyzzv = 1111 bis einschließlich xy'zw' = 1111. Ein UND-Tor, das ausschließlich bei der Bedingung x' ■ y · ζ · w' = 1 offen ist, läßt den Zählimpuls durch zur Kippschaltung Z. Zugleich blockiert ein Tor, das bei Erfüllung der Bedingung (x' · y · ζ· w')' = 0 geschlossen ist, den Eintritt des Zählimpulses zum Zählimpulseneingang des Zählers. Durch diese Maßnahmen ergibt sich als nächste Stellung des Zählers x'y'z'w' — 1111, wonach sich der Kreislauf wiederholt.The counter for 13 positions by running in normal binary sequence the positions xyzzv = 1111 up to and including xy'zw '= 1111. An AND gate that only when the condition x' is open ■ y · ζ · w '= 1, leaving the Counting pulse through to toggle switch Z. At the same time, a gate that is closed when the condition (x '· y · ζ · w') ' = 0 is fulfilled, blocks the entry of the counting pulse to the counting pulse input of the counter. These measures result in the next position of the counter x'y'z'w '- 1111, after which the cycle is repeated.

Die Teilreihen F₁₁ mit 11 Stellungen und F₁₃ mit 13 Stellungen werden durch die Summe von 11 und 13 logischen Produkten dargestellt.The sub-series F ₁₁ with 11 positions and F ₁₃ with 13 positions are represented by the sum of 11 and 13 logical products.

F₁₁ = f_xxyzw + f₂x'yzw + f_rxy'zw + f₄x'y'zw + f₅xyz'w + fgx'yz'w + f₇xy'z'w + fgx'y'z'zu + fgxyzw' + f_lox'yzw' + f ,x'y'z'w' F ₁₁ = f _x xyzw + f ₂ x'yzw + f _r xy'zw + f ₄ x'y'zw + f ₅ xyz'w + fgx'yz'w + f ₇ xy'z'w + fgx'y 'z'zu + fgxyzw' + f _lo x'yzw '+ f, x'y'z'w'

fyxyzw + f₂x'yzzv + f_%xy'zzv + f₄x'y'zw + f_hxyz'w + f_ex'yz'w + f_rvy'z'w + f_sx'y'z'w + fyxyzw' + f_lox'yzzv' ι w^xy "^w T^ /12·* 3 "^w T^ / ο·* y "W fyxyzw + f ₂ x'yzzv + f _% xy'zzv + f ₄ x'y'zw + f _h xyz'w + f _e x'yz'w + f _r vy'z'w + f _s x'y 'z'w + fyxyzw '+ f _lo x'yzzv' ι w ^x y " ^w T ^ / 12 · * 3 " ^w T ^ / ο · * y "W

F₁₃ =F ₁₃ =

Aus den drei Teilreihen F₈, F₁₁ und F₁₃ wird durch Aufzählung ohne Übertragung die Reihe F bestimmt. Als logisch-algebraische Bezeichnung für Aufzählen ohne Übertragung wird hier die symbolische DarstellungThe row F is determined from the three sub-rows F ₈ , F ₁₁ and F ₁₃ by enumerating them without transferring them. The symbolic representation is used here as a logical-algebraic designation for enumeration without transmission

verwendet.used.

Durch Anwendung der arithmetischen RegelBy applying the arithmetic rule

A(+)B(+)C = AB'C + A¹BC + A' B¹C + ABCA (+) B (+) C = AB'C + A ¹ BC + A 'B ¹ C + ABC

stellt es sich heraus, daß die Reihe F durch Anwendung von vier UND-Toren mit drei Eingängen und einem ODER-Tor mit vier Eingängen erhalten werden kann.it turns out that the row F by using four AND gates with three inputs and an OR gate with four inputs.

Im vorhergehenden wurde beim Übergang von Stellung x'yzw' = 1111 in der Teilreihe mit 11 Stellungen bzw. von Stellung x'y'zw' = 1111 in der Teilreihe mit 13 Stellungen in der Stellung x'y'z'w' = 1111, der Zählimpuls nur zu denjenigen Kippschaltungen, die sich nicht in der x'y'z'w' =1111 entsprechenden Stellung befanden, zugelassen. Die Wirkung der Schaltung wird jedoch gar nicht beeinträchtigt, wenn in den obenerwähnten Fällen der Zählimpuls derart zu den vier Kippschaltungen X₁ Y, Z, W zugelassen wird, daß diese in die Stellungen χ =1, y — 1, z' = 1, w' — 1 gezwungen werden.In the preceding, the transition from position x'yzw ' = 1111 in the sub- row with 11 positions or from position x'y'zw' = 1111 in the sub- row with 13 positions in the position x'y'z'w ' = 1111 , the counting pulse is only permitted to those flip-flops that were not in the position corresponding to x'y'z'w '= 1111. The effect of the circuit is not impaired at all if, in the above-mentioned cases, the counting pulse is allowed to the four flip-flops X ₁ Y, Z, W in such a way that these are in the positions χ = 1, y - 1, z '= 1, w '- 1 must be forced.

Diese Möglichkeit wird dazu benutzt, um, wenn eine statistische Nulleinstellung erfolgen soll, den nächsten Zählimpuls derart zu den Kippschaltungen X, Y, Z, W zuzulassen, daß diese in die Stellungen x' = 1,3''= 1, z' — 1, w' = 1 gezwungen werden, während zugleich der Eintritt des Zählimpulses zum Zählimpulseneingang des Zählers blockiert wird.This option is used to allow the next counting pulse to be sent to the flip-flops X, Y, Z, W when a statistical zero setting is to be made, so that these are in the positions x ' = 1.3''= 1, z' - 1, w ' = 1, while at the same time the entry of the counting pulse to the counting pulse input of the counter is blocked.

Im Beispiel findet ein verschlüsseltes Telexsignal mit 5 Elementen Verwendung. Wenn in diesem verschlüsselten Signal die in der Europäischen Telcxkode Nr. 2 K gekannte Elementenkombination auftritt, wird die Teilreihe mit 13 Stellungen in die Nullstellung x'y'z'w' gebracht. Beim Auftreten des Buchstabens Q wird die Teilreihe mit 11 Stellungen in die Stellung x'y'z'w' =1111 gebracht. Beim Auftreten des Buchstabens U wird die Teilreihe mit 8 Stellungen in die Stellung x'yV =111 gebracht. Indem man für ein Element mit Startpolarität 0 und für ein Element mit Stoppolarität 1 schreibt, ist die Kode für in der Zeit aufeinanderfolgende ElementeAn encrypted telex signal with 5 elements is used in the example. If the combination of elements known from the European Telcx code No. 2 K occurs in this encrypted signal, the sub-series with 13 positions is brought to the zero position x'y'z'w ' . When the letter Q occurs , the sub-row with 11 positions is brought into position x'y'z'w ' = 1111. When the letter U appears , the partial row with 8 positions is brought into position x'y V = 111. By writing 0 for an element with start polarity and 1 for an element with stop polarity, the code is for elements that are consecutive in time

K 1 1 1 1 0K 1 1 1 1 0

QlIlOlQlIlOl

UlIlOOUlIlOO

Beim Schlüsselsignal, in dem jedes Zeichen eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens von '/32 hat, ist die Wahrscheinlichkeit einer statistischen Nuneinstellung für jede der Teilreihen Vsa. Im Beispiel hat sich diese Wahrscheinlichkeit auf ²/sa erhöht.For the key signal in which each character has a probability of occurrence of '/ 32, the probability of a statistical now setting for each of the sub-series is Vsa. In the example this probability has increased to ² / sa.

Dies wird dadurch erreicht, daß man nur das zweite bis einschließlich fünfte Element jeder Korn-This is achieved by only adding the second up to and including the fifth element of each grain

bination als Nulleinstellungs-Kommando auftreten läßt. In diesem Falle lauten die Nulleinstellungs-Kommandos wie folgt:bination can occur as a zero setting command. In this case the zero setting commands are as follows:

1111011110

und 0 1110 für die Teilreihe mit 13 Stellungenand 0 1110 for the partial row with 13 positions

1110 1
und 0 110 1 für die Teilreihe mit 11 Stellungen1110 1
and 0 110 1 for the partial row with 11 positions

1110 01110 0

und 0 1 1 0 0 für die Teilreihe mit 8 Stellungen.and 0 1 1 0 0 for the partial row with 8 positions.

Die Nulleinstellungs-Kommandos werden dadurch erkannt, daß alle Zeichen des Schlüsselsignals sowohl an der Sende- wie an der Empfangsseite in einem siebenstufigen Schieberegister geführt werden. Im Augenblick, in dem das Startelement in der letzten Stufe und das Stoppelement in der vordersten Stufe steht, sind die Elemente in den Stufen zwei bis einschließlich sechs die Elemente eins bis einschließlich fünf eines und desselben Zeichens. Dieser Augenblick ist dank einer Synchronisierschaltung üblichen Typs, die hier nicht besprochen werden soll, bekannt. Wenn die Elemente zwei bis einschließlich fünf der Reihe nach b, c, d, e genannt werden und der Augenblick, in dem Stopp- und Startelement am richtigen Platz stehen, mit η bezeichnet wird, so sind die Bedingungen für statistische Nulleinstellung bzw.The zero setting commands are recognized by the fact that all characters of the key signal are kept in a seven-stage shift register on both the sending and receiving sides. At the moment when the start element is in the last stage and the stop element is in the foremost stage, the elements in stages two to six inclusive are elements one to five inclusive of one and the same character. This moment is known thanks to a synchronizing circuit of the usual type, which will not be discussed here. If elements two up to and including five are named b, c, d, e in sequence and the moment at which the stop and start elements are in the right place is denoted by η , then the conditions for statistical zero setting or

(n · b · c) · d · e' = 1 (n b c) d e '= 1

(n -b · c) · d'e=i (n-b-c) -d'-e' = 1(n -b · c) · d'e = i (n-b-c) -d'-e '= 1

Die Bedingung n-b-c = i, im folgenden mit a = 1 bezeichnet, wird mit Hilfe eines UND-Tores mit drei Eingängen realisiert.The condition nbc = i, hereinafter referred to as a = 1, is implemented using an AND gate with three inputs.

Die BedingungenThe conditions

a · d · e' = 1, a · d' - e = 1 und a · d' · e' = 1 a d e '= 1, a d' - e = 1 and a d 'e' = 1

werden mittels dreier UND-Tore mit je drei Eingängen realisiert.are implemented using three AND gates with three inputs each.

Die Schaltung gemäß dem dargestellten Beispiel wird an Hand der Fig. 1 bis 6 einschließlich näher erläutert. An Hand der Fig. 1 wird die Funktion einiger in den Fig. 2 bis einschließlich 6 verwendeten, symbolischen Schaltungen näher erläutert.The circuit according to the example shown is illustrated in greater detail with reference to FIGS. 1 to 6 inclusive explained. With reference to Fig. 1, the function of some used in Figs. 2 to 6 inclusive, symbolic circuits explained in more detail.

Die Fig. 2 bis einschließlich 5 stellen die zur Erregung der Schlüsselreihe mit Nulleinstellung verwendete Stellung dar.Figures 2 through 5, inclusive, represent those used to energize the zero set of keys Position.

Fig. 6 stellt die Schaltung zur Ableitung der Nulleinstellungs-Kommandos dar.6 shows the circuit for deriving the zero setting commands represent.

In Fig. 1 ist 1 eine Kippschaltung T mit Ausgangsspannungeh t und t'. Das Impulstor 2 wird einen im Punkt 3 eintreffenden Impuls zur Kippschaltung 1 zulassen, wenn die Torspannung 4 den Wert 0 hat. Die Impulstore 5 haben die gleiche Wirkung wie das Impulstor 2. Die Impulstore 2 und 5 arbeiten in vollständiger Unabhängigkeit voneinander. Ein zugelassener Impuls setzt die Kippschaltung in eine derartige Stellung, daß die Ausgangsspannung an der Seite, wo der Impuls zugelassen wurde, den Wert 0 hat.In Fig. 1, 1 is a flip-flop T with output voltages h t and t '. The impulse gate 2 will allow a pulse arriving at point 3 to the flip-flop circuit 1 if the gate voltage 4 has the value 0. The impulse gates 5 have the same effect as the impulse gate 2. The impulse gates 2 and 5 work completely independently of one another. A permitted pulse sets the flip-flop in such a position that the output voltage on the side where the pulse was permitted has the value 0.

Das UND-Tor 6 ergibt eine Spannung 7 mit dem Wert 1 nur dann, wenn alle Eingangsspannungen 8 den Wert 1 haben, und in allen anderen Fällen eine Spannung mit dem Wert 0. Das ODER-Tor 9 ergibt eine Spannung 10 mit dem Wert 0 nur dann, wenn alle Eingangsspannungen 11 den Wert 0 haben und in allen anderen Fällen eine Spannung mit dem Wert 1. Die Umkehrschaltung 12 liefert ein Signal 13, das dem invertierten Eingangssignal 10 gleich ist.The AND gate 6 results in a voltage 7 with the value 1 only if all input voltages are 8 have the value 1, and in all other cases a voltage with the value 0. The OR gate results in 9 a voltage 10 with the value 0 only if all input voltages 11 have the value 0 and in all other cases a voltage with the value 1. The inverter 12 supplies a signal 13, which is the same as the inverted input signal 10.

Fig. 2 zeigt die Schaltung für die Teilreihe mit 8 Stellungen. Die Kippschaltungen 1, 2 und 3 bilden einen binären Zähler. Die acht UND-Tore 5 stellen eine Diodenmatrize mit sechs Eingangs- und acht Ausgangsleitern dar. Die Schaltungen 6 werden der gewünschten Reihenfolge von Einsen und Nullen der zyklischen Teilreihe entsprechend eingestellt. Die gewünschte Teilreihe erscheint am Ausgang des ODER-Tors 7 und wird von der Umkehrschaltung 8 invertiert. Wenn infolge des Auftretens eines Zeichens, dem für die Teilreihe mit acht Stellungen die Bedeutung eines Nulleinstellungs-Kommandos beigelegt wird, die Bedingung a · d' ■ e' = 1 erfüllt wird, so wird das UND-Tor 14 geöffnet, wodurch die Impulstore 9 geöffnet werden, während dank der Umkehrschaltung 10 der Eingang des Zählimpulses 11 zu den Zählimpulseneingängen 12 und 13 der Kippschaltung 1 des Zählers blockiert wird.Fig. 2 shows the circuit for the sub-row with 8 positions. The flip-flops 1, 2 and 3 form a binary counter. The eight AND gates 5 represent a diode matrix with six input and eight output conductors. The circuits 6 are set according to the desired sequence of ones and zeros of the cyclic sub-series. The desired partial row appears at the output of the OR gate 7 and is inverted by the reversing circuit 8. If, as a result of the appearance of a character to which the meaning of a zero setting command is attached for the partial row with eight positions, the condition a · d '■ e' = 1 is met, the AND gate 14 is opened, whereby the pulse gates 9 be opened, while thanks to the reversing circuit 10, the input of the counting pulse 11 to the counting pulse inputs 12 and 13 of the flip-flop circuit 1 of the counter is blocked.

Fig. 3 stellt das Schema zum Erregen der Teilreihe mit 11 Stellungen dar. Diese Figur enthält das ODER-Tor 16 und das UND-Tor 15, die in Fig. 2 nicht vorkommen. Das UND-Tor 14 entspricht dem UND-Tor 14 in Fig. 2. Das UND-Tor 15 ist behufs der Verringerung von 16 auf 11 Stellungen des Zählers angeordnet. Nulleinstellung findet statt, wenn a · d' · e = 1 oder x' · y · ζ · w' = 1 oder wenn beide dieser Bedingungen erfüllt sind.FIG. 3 shows the scheme for exciting the sub-row with 11 positions. This figure contains the OR gate 16 and the AND gate 15, which do not appear in FIG. The AND gate 14 corresponds to the AND gate 14 in FIG. 2. The AND gate 15 is arranged for the purpose of reducing the counter from 16 to 11 positions. Zeroing takes place when a · d '· e = 1 or x' · y · ζ · w ' = 1 or when both of these conditions are met.

Fig. 4 stellt das Schema der Teilreihe mit 13 Stellungen dar.Fig. 4 shows the scheme of the sub-row with 13 positions.

Fig. 5 stellt die Addition modulo 2 der drei Teilreihen dar.Fig. 5 shows the addition modulo 2 of the three sub-series.

Fig. 6 stellt ein sich aus den Kippschaltungen 20 bis einschließlich 26 zusammensetzendes .Schieberegister dar. Das Schlüsselsignal wird der Klemme zugeführt und mit Hilfe der Umkehrschaltung invertiert. Die Kreuzverbindungen zwischen den Kippschaltungen des Schieberegisters stehen im Zusammenhang mit der Tatsache, daß die Ausgangsspannung einer Kippschaltung an der Seite, wo ein Impuls zugelassen wird, den Wert 0 annimmt. Die Schiebeimpulse 11 sind dieselben wie die Zählimpulse 11 in den Fig. 2, 3 und 4.6 shows a shift register composed of flip-flops 20 to 26 inclusive The key signal is fed to the terminal and with the help of the reverse circuit inverted. The cross connections between the flip-flops of the shift register are in Connection with the fact that the output voltage of a flip-flop on the side, where an impulse is allowed, it assumes the value 0. The shift pulses 11 are the same as the counting pulses 11 in FIGS. 2, 3 and 4.

Die Schiebeimpulse 11 werden einer nicht dargestellten Synchronisierschaltung entnommen. Die Schiebeimpulse befinden sich bezüglich der der Klemme 27 zugeführten Elemente des Signals 7 in einer derartigen Lage, daß diese Elemente ungefähr in der Mitte abgetastet werden. Die Synchronisierschaltung liefert zugleich eine Torspannung 30, die von dem Augenblick an, in dem der Schiebeimpuls ein Stoppelement in die Kippschaltung 20 einführt, bis zum Augenblick, in dem der nächste Schiebe-The shift pulses 11 are taken from a synchronization circuit, not shown. the Shift pulses are located in relation to the elements of signal 7 applied to terminal 27 such a position that these elements are scanned approximately in the middle. The synchronizing circuit at the same time provides a gate voltage 30, which from the moment in which the shift pulse introduces a stop element into the toggle switch 20 until the moment when the next slide

impuls auftritt, den Wert 1 aufweist. Das UND-Tor 29 liefert die Torspannung a = η· b · c behufs der UND-Tore 14 in den Fig. 2, 3 und 4.impulse occurs, has the value 1. The AND gate 29 supplies the gate voltage a = η · b · c on the basis of the AND gates 14 in FIGS. 2, 3 and 4.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM: Mit Binärkodierung arbeitende Anordnung zur Verschlüsselung von Nachrichtensignalen, wobei die Klarsignale von einer Schlüsselreihe verschlüsselt werden, die von einer Anzahl Teilreihen mit vorzugsweise voneinander verschieden Elementenzahlen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilreihen von elektronischen, zyklisch arbeitenden Schaltungen (elektronischen Rädern) gebildet werden und daß jede der Teilreihen durch elektronische Mittel beim Auftreten bestimmter in der verschlüsselten Nachricht vorkommender, wunschgemäß zu .wählender Elementengruppen jeweils auf eine fest gewählte Stellung (Nullstellung) cinstellbar ist.Arrangement working with binary coding for the encryption of message signals, wherein the clear signals are encrypted by a key series, that of a number of sub-series is formed with preferably different numbers of elements, characterized in that that the sub-series of electronic, cyclically operating circuits (electronic Wheels) are formed and that each of the sub-rows by electronic means when certain occurs in the encrypted Message of occurring element groups to be selected as required, each to one fixed position (zero position) can be adjusted. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 076 733.Considered publications:
German interpretative document No. 1 076 733. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings © 009 613/1 3.70© 009 613/1 3.70